铝工业。高纯铝是如何获得的？

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铝是地壳中分布最广泛的元素之一：占地壳元素组成的 7%，是继氧和硅之后第三丰富的元素。它是从铝土矿或沉积岩中获得的，主要以氧化物的形式存在。 发布日期: 05-9-2020 彩色铁罐 这种金属已为人所知已有 2000 多年的历史，其特点是技术应用广泛。那么我们可以用它做什么呢？铝主要以合金的形式用于工业，提高了其使用性能。通过这种方式，它成为一种具有广泛用途的通用建筑材料。在铝合金中，我们可以区分铸造合金和用于形成塑料的合金。其成分除铝外，还包括铜、镁、硅、锰等元素。铝合金广泛用于航空、化学工业、汽车工业，甚至造船业。铝也以其纯净形式广泛应用于工业中。通过这种方式，它可用于生产各种日常用品，例如镜子、饮料和食品罐、厨房用具或众所周知的铝箔。它还用于生产化学设备、电缆甚至炸药。为了从铝土矿矿石中分离出这种元素，需要两个步骤。第一个是拜耳工艺，它使我们能够从矿物中获取氧化铝。然后将该化合物进行电解，从而生产出高纯度的铝。 铝是由什么制成的？ 由于其钝化能力，纯铝在自然界中不会天然存在。这种现象涉及金属在空气中氧化，从而在其表面形成钝化保护层。对于铝，首先涂上一层几纳米厚的氧化铝（Al 2 O 3 ）。然后，在水分的影响下，外层发生部分水解，进一步形成氢氧化物，即Al(OH) 3。铝是自然界中以矿物形式存在的几种矿物岩石的一部分。

生产纯铝主要使用铝土矿粘土矿物。它们最常出现在温暖气候下铝硅酸盐岩石风化的地方，也含有铁化合物。它们是具有特有的红色或棕色的岩石，有两种类型：硅酸盐和碳酸盐。 生产高纯铝。 高纯度铝（超过 99%）在工业上通过两个连续的过程获得。首先，获得氧化铝（拜耳法），然后在下一阶段进行电解还原过程（霍尔-埃鲁法），从而获得纯铝。由于运输铝土矿矿石的成本降低，大多数加工厂都建在矿山附近。 拜耳工艺 提取矿物质后的第一阶段是用水清洗。这样，大部分水溶性杂质就被去除了。然后将CaO或氧化钙添加至所述制备的原料中。然后使用特殊的管式磨机进行粉碎，直至颗粒直径非常小，即低于 300 μm。精细研磨原材料极其重要，因为它提供了足够大的比颗粒表面积，从而实现更有效的提取过程。氧化铝生产的下一阶段是用苛性钠水溶液溶解颗粒。在 PCC  柬埔寨电报号码数据 集团中，氢氧化钠是通过膜电解生产的。通过这种方式获得的产品具有异常高的质量和纯度，同时满足最新版欧洲药典的要求。含有磨碎的谷物和氢氧化钠的混合物在称为高压釜的特殊反应器中储存几个小时。在沉淀过程中，反应器中保持高压和高温。以这种方式，获得铝酸钠，然后使用多个过滤器将其纯化。在下一步中，纯化的铝酸钠溶液被分解。结果，获得高纯度的碱液(苛性钠的水溶液)和氢氧化铝晶体。




接下来，过滤通过结晶获得的沉淀物并用水洗涤。反过来，剩余的碱液被加热并回收以在该过程中重复使用。氧化铝生产的最后阶段是煅烧。它是将氢氧化铝加热到 1000 o C以上的温度，使其分解成 Al 2 O 3，并以纯白色粉末的形式获得。将如此制备的氧化铝输送到熔炉中，在电解还原过程中获得金属铝。 氧化铝电解 获得纯铝的下一步是使用 Hall-Héroult 方法进行电解过程。首先，将拜耳法得到的Al 2 O 3与冰晶石熔合，然后在不超过900℃的温度下进行电解。由此获得的液态铝与电解液分离，并使用所谓的真空虹吸管从电解槽中提取。然后将原材料送往熔炼装置，然后将其引入热熔炉中进行精炼过程。它包括净化铝以获得最大纯度。工业上可以使用两种方法纯化铝。第一种方法是熔化铝并向其通入氯气，由此杂质以氯化物的形式结合并从过程中消除。第二种方法涉及铝铜合金的电解还原。以这种方式获得的最终产品的特点是纯度非常高。 铝：未来的材料 使用拜耳法和霍尔-埃鲁电解从铝土矿生产纯铝的方法的开发扩大了该元素的应用。此外，由于铝具有高强度和轻质的特点，在某些应用中它可以取代更昂贵的钢。此外，由于其耐候性，铝被用于生产门窗型材。另一个优点是它可以重复回收，使其成为一种相对环保的材料。综上所述，铝是一种用途极其广泛的材料，广泛应用于食品、能源、化工、交通、建筑、汽车和航空航天等行业。由于其众多优点，其使用范围可能尚未用尽，并且铝在不久的将来将继续受到欢迎。